(57)【要約】【課題】  クリーニング部材を精度よく製造すること、クリーニングを経時においても良好に行うこと、およびこれらのことを安価に実現すること。【解決手段】少なくともその一端にテーパー形状部を備えた金属シャフト２４を、テーパー形状部側からメラミン樹脂発泡体２５への圧入を行う。また、これにより製造したクリーニング部材２２等。また、少なくともクリーニング対象物１６との係合部分にメラミン樹脂発泡体２５を有するクリーニング部材２２と、クリーニング部材２２をクリーニング対象物１６に向けて加圧するための付勢部材２３とを有するクリーニング装置２１、帯電装置６、プロセスカートリッジ１５、画像形成装置等。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空形状のメラミン樹脂発泡体に金属シャフトを圧入してローラ形状のクリーニング部材を形成するクリーニング部材の製造方法において、上記金属シャフトとして少なくともその一端にテーパー形状部を備えたものを用い、このテーパー形状部側から上記メラミン樹脂発泡体への圧入を行うクリーニング部材の製造方法。
【請求項２】
中空形状のメラミン樹脂発泡体に金属シャフトを圧入してローラ形状のクリーニング部材を形成するクリーニング部材の製造方法において、上記メラミン樹脂発泡体として少なくとも内径の一端にテーパー形状部を備えたものを用い、このテーパー形状部側から上記金属シャフトへの圧入を行うクリーニング部材の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載のクリーニング部材の製造方法において、上記金属シャフトとして少なくともその一端にテーパー形状部を備えたものを用い、このテーパー形状部側から上記メラミン樹脂発泡体のテーパー形状部への圧入を行うことを特徴とするクリーニング部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載のクリーニング部材の製造方法において、上記テーパー形状部が曲面形状をなしていることを特徴とするクリーニング部材の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載のクリーニング部材の製造方法によって製造したクリーニング部材。
【請求項６】
少なくともクリーニング対象物との係合部分にメラミン樹脂発泡体を有するクリーニング部材と、このクリーニング部材をクリーニング対象物に向けて加圧するための付勢部材とを有するクリーニング装置。
【請求項７】
請求項６記載のクリーニング装置において、上記付勢部材によるクリーニング対象物へのクリーニング部材の加圧力が、１０Ｎ／ｍ以下であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載のクリーニング装置において、上記クリーニング部材が請求項５記載のクリーニング部材であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項９】
請求項６又は７記載のクリーニング装置において、上記クリーニング部材がローラ形状であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１０】
請求項８又は９記載のクリーニング装置において、上記クリーニング部材がクリーニング対象物に連れ回りすることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１１】
請求項８又は９記載のクリーニング装置において、上記クリーニング部材を回転駆動するための駆動手段を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１２】
請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置と、このクリーニング装置のクリーニング対象物としての転写部材とを有する転写装置。
【請求項１３】
請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置と、このクリーニング装置のクリーニング対象物としての帯電部材とを有する帯電装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の帯電装置において、上記帯電部材が帯電対象物に対して非接触型の帯電部材であることを特徴とする帯電装置。
【請求項１５】
請求項１３記載の帯電装置において、上記帯電部材と帯電対象物との間にギャップを形成するためのギャップ形成部材を有し、上記クリーニング部材を、上記ギャップ形成部材の少なくとも一部に当接するよう配設したことを特徴とする帯電装置。
【請求項１６】
請求項５記載のクリーニング部材、
又は、請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置、
又は、請求項１２記載の転写装置と、請求項１３ないし１６の何れか１つに記載の帯電装置と、請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置およびこのクリーニング装置のクリーニング対象物としての像担持体とのうちの少なくとも１つ、を有するプロセスカートリッジ。
【請求項１７】
請求項１６記載のプロセスカートリッジにおいて、像担持体を現像するための現像装置を有し、この現像装置において用いる現像剤が、球形トナーを含んでいることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１８】
請求項５記載のクリーニング部材、
又は、請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置、
又は、請求項１２記載の転写装置と、請求項１３ないし１６の何れか１つに記載の帯電装置と、請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置およびこのクリーニング装置のクリーニング対象物としての像担持体とのうちの少なくとも１つ、
又は、請求項１６記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の画像形成装置において、像担持体を現像するための現像装置を有し、この現像装置において用いる現像剤が、球形トナーを含んでいることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１７記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、かかる画像形成装置に備えられるプロセスカートリッジ、かかる画像形成装置、プロセスカートリッジに備えられる帯電装置、転写装置、かかる画像形成装置、プロセスカートリッジ、帯電装置、転写装置等に備えられるクリーニング装置、かかる画像形成装置、プロセスカートリッジ、帯電装置、転写装置、クリーニング装置に備えられるクリーニング部材及びかかるクリーニング部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかるクリーニング装置は、クリーニング対象物たる、感光体等の像担持体、帯電ローラ等の帯電部材、転写ローラ等の転写部材に係合してクリーニング対象物をクリーニングするクリーニングローラ、クリーニングパッド、クリーニングブラシ等のクリーニング部材を備えている。
【０００３】
かかるクリーニング部材として、たとえば〔特許文献１〕、〔特許文献２〕に記載されているように、メラミンフォーム、メラミン樹脂発泡体を用いたものが知られている。メラミン樹脂発泡体は、クリーニング対象物を傷つけることなく、長期にわたってトナーや紙粉等を掻き取り、クリーニングを行うことに優れている。なお、〔特許文献２〕には、中空形状のフェノール樹脂に芯金を圧入してローラを形成する方法が、記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２１８７４号公報
【特許文献２】特開２００３−６６８０７号公報
【特許文献３】特開２００１−２２８４１６号公報
【特許文献４】特開平０８−２７７８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、〔特許文献２〕に記載された、中空形状のフェノール樹脂に芯金を圧入してローラを形成する方法を応用して、フェノール樹脂の代わりにメラミン樹脂発泡体を用い、ローラ状のクリーニング部材を形成すると、芯金を圧入する際に芯金がたわんで塑性変形を起こしたり、メラミン樹脂発泡体が寄りを生じたりして、稜線の真直度が出ないことが多々あり、歩留まりが悪化するという問題がある。
また、クリーニング部材をローラ状に整えるために、砥石を用いて研磨を行うと、メラミン樹脂発泡体が弾性体であるため、砥石を強く当てるとローラ端部に逃げが生じ、やはり真直度を出すことが困難であって、歩留まりが悪化するという問題がある。
【０００６】
発明者が実際に、中空形状のメラミン樹脂発泡体に、径φ５ｍｍの芯金を圧入した後、砥石を用いて研磨を行って、径φ８．５ｍｍ、ローラ部の長さ３４０ｍｍのクリーニング部材を２００本試作したところ、そのうち８０本はクリーニング対象物への当接不良を生じ、クリーニング性能を十分に発揮できなかった。
【０００７】
このような問題を解決するため、芯金のたわみを抑制することを狙って、芯金の径を太くすることが考えられるが、これでは、クリーニング部材が搭載される画像形成装置やプロセスカートリッジ等の小型化が進む現在の流れに逆行することとなり、また、クリーニング部材の重量が増すため、クリーニング部材を備えたプロセスカートリッジが交換ユニットとなっている場合、プロセスカートリッジの搬送や交換作業に関し、ユーザーやサービスマンの肉体的な負担が増加してしまう。特に、後者については、最近主流となりつつある４連タンデム感光体方式を採用した画像形成装置にあっては、最大で１度に４つのプロセスカートリッジを交換する必要が生じるため、その分、負担が極めて大きくなる。
【０００８】
また、かかる問題を解決するため、研磨の際、砥石を弱く当てて長時間研磨を行うことや、研磨を粗研磨、中研磨、仕上げ研磨と何段階かに分けて行うことで、研磨による部品精度の担保を図ることも考えられるが、これでは無論、コストが上昇してしまう。
一方、メラミン発泡樹脂には、クリーニング対象物との摩擦により容易に磨耗してしまうという問題もある。たとえば、クリーニング対象物との組み合わせや当接条件により、経時においてローラ径が細くなっていくことがあり、この場合、クリーニング部材を固定した構成では、メラミン発泡樹脂の磨耗に伴って、クリーニング対象物との当接圧が低下し、初期の機能を維持できないことが多々あった。
【０００９】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、かかる画像形成装置に備えられるプロセスカートリッジ、かかる画像形成装置、プロセスカートリッジに備えられる帯電装置、転写装置、かかる画像形成装置、プロセスカートリッジ、帯電装置、転写装置等に備えられるクリーニング装置、かかる画像形成装置、プロセスカートリッジ、帯電装置、転写装置、クリーニング装置に備えられるクリーニング部材及びかかるクリーニング部材の製造方法であって、クリーニング部材を精度よく製造すること、クリーニングを経時においても良好に行うこと、およびこれらのことを安価に実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、中空形状のメラミン樹脂発泡体に金属シャフトを圧入してローラ形状のクリーニング部材を形成するクリーニング部材の製造方法において、上記金属シャフトとして少なくともその一端にテーパー形状部を備えたものを用い、このテーパー形状部側から上記メラミン樹脂発泡体への圧入を行うクリーニング部材の製造方法にある。
【００１１】
請求項２記載の発明は、中空形状のメラミン樹脂発泡体に金属シャフトを圧入してローラ形状のクリーニング部材を形成するクリーニング部材の製造方法において、上記メラミン樹脂発泡体として少なくとも内径の一端にテーパー形状部を備えたものを用い、このテーパー形状部側から上記金属シャフトへの圧入を行うクリーニング部材の製造方法にある。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のクリーニング部材の製造方法において、上記金属シャフトとして少なくともその一端にテーパー形状部を備えたものを用い、このテーパー形状部側から上記メラミン樹脂発泡体のテーパー形状部への圧入を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載のクリーニング部材の製造方法において、上記テーパー形状部が曲面形状をなしていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載のクリーニング部材の製造方法によって製造したクリーニング部材にある。
【００１５】
請求項６記載の発明は、少なくともクリーニング対象物との係合部分にメラミン樹脂発泡体を有するクリーニング部材と、このクリーニング部材をクリーニング対象物に向けて加圧するための付勢部材とを有するクリーニング装置にある。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項６記載のクリーニング装置において、上記付勢部材によるクリーニング対象物へのクリーニング部材の加圧力が、１０Ｎ／ｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項６又は７記載のクリーニング装置において、上記クリーニング部材が請求項５記載のクリーニング部材であることを特徴とする。
【００１８】
請求項９記載の発明は、請求項６又は７記載のクリーニング装置において、上記クリーニング部材がローラ形状であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０記載の発明は、請求項８又は９記載のクリーニング装置において、上記クリーニング部材がクリーニング対象物に連れ回りすることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１記載の発明は、請求項８又は９記載のクリーニング装置において、上記クリーニング部材を回転駆動するための駆動手段を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項１２記載の発明は、請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置と、このクリーニング装置のクリーニング対象物としての転写部材とを有する転写装置にある。
【００２２】
請求項１３記載の発明は、請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置と、このクリーニング装置のクリーニング対象物としての帯電部材とを有する帯電装置にある。
【００２３】
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の帯電装置において、上記帯電部材が帯電対象物に対して非接触型の帯電部材であることを特徴とする。
【００２４】
請求項１５記載の発明は、請求項１３記載の帯電装置において、上記帯電部材と帯電対象物との間にギャップを形成するためのギャップ形成部材を有し、上記クリーニング部材を、上記ギャップ形成部材の少なくとも一部に当接するよう配設したことを特徴とする。
【００２５】
請求項１６記載の発明は、請求項５記載のクリーニング部材、又は、請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置、又は、請求項１２記載の転写装置と、請求項１３ないし１６の何れか１つに記載の帯電装置と、請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置およびこのクリーニング装置のクリーニング対象物としての像担持体とのうちの少なくとも１つ、を有するプロセスカートリッジにある。
【００２６】
請求項１７記載の発明は、請求項１６記載のプロセスカートリッジにおいて、像担持体を現像するための現像装置を有し、この現像装置において用いる現像剤が、球形トナーを含んでいることを特徴とする。
【００２７】
請求項１８記載の発明は、請求項５記載のクリーニング部材、又は、請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置、又は、請求項１２記載の転写装置と、請求項１３ないし１６の何れか１つに記載の帯電装置と、請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置およびこのクリーニング装置のクリーニング対象物としての像担持体とのうちの少なくとも１つ、又は、請求項１６記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置にある。
【００２８】
請求項１９記載の発明は、請求項１８記載の画像形成装置において、像担持体を現像するための現像装置を有し、この現像装置において用いる現像剤が、球形トナーを含んでいることを特徴とする。
【００２９】
請求項２０記載の発明は、請求項１７記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、中空形状のメラミン樹脂発泡体に金属シャフトを圧入してローラ形状のクリーニング部材を形成するクリーニング部材の製造方法において、上記金属シャフトとして少なくともその一端にテーパー形状部を備えたものを用い、このテーパー形状部側から上記メラミン樹脂発泡体への圧入を行うクリーニング部材の製造方法にあるので、テーパー形状部を設けることで金属シャフトの挿入がスムーズになり、クリーニング部材の不良品発生率が低減され、したがってコストの上昇を抑制しつつクリーニング部材を精度よく容易に製造することができ、これにより、クリーニング対象物との当接ムラを軽減し、クリーニング対象物の当接部分を全体にわたって均一にクリーニングできるクリーニング部材を安価に製造することができるクリーニング部材の製造方法を提供することができる。
【００３１】
本発明は、中空形状のメラミン樹脂発泡体に金属シャフトを圧入してローラ形状のクリーニング部材を形成するクリーニング部材の製造方法において、上記メラミン樹脂発泡体として少なくとも内径の一端にテーパー形状部を備えたものを用い、このテーパー形状部側から上記金属シャフトへの圧入を行うクリーニング部材の製造方法にあるので、テーパー形状部を設けることで金属シャフトの挿入がスムーズになり、クリーニング部材の不良品発生率が低減され、したがってコストの上昇を抑制しつつクリーニング部材を精度よく容易に製造することができ、これにより、クリーニング対象物との当接ムラを軽減し、クリーニング対象物の当接部分を全体にわたって均一にクリーニングできるクリーニング部材を安価に製造することができるクリーニング部材の製造方法を提供することができる。
【００３２】
上記金属シャフトとして少なくともその一端にテーパー形状部を備えたものを用い、このテーパー形状部側から上記メラミン樹脂発泡体のテーパー形状部への圧入を行うこととすれば、金属シャフトとメラミン樹脂発泡体との双方にテーパー形状部を設けることで金属シャフトの挿入がよりスムーズになり、クリーニング部材の不良品発生率がより低減され、したがってコストの上昇を抑制しつつクリーニング部材を精度よく容易に製造することができ、これにより、クリーニング対象物との当接ムラを軽減し、クリーニング対象物の当接部分を全体にわたって均一にクリーニングできるクリーニング部材を安価に製造することができるクリーニング部材の製造方法を提供することができる。
【００３３】
上記テーパー形状部が曲面形状をなしていることとすれば、曲面形状をなし角部のないテーパー形状部を設けることで金属シャフトの挿入がさらにスムーズになり、クリーニング部材の不良品発生率がさらに低減され、したがってコストの上昇を抑制しつつクリーニング部材を精度よく容易に製造することができ、これにより、クリーニング対象物との当接ムラを軽減し、クリーニング対象物の当接部分を全体にわたって均一にクリーニングできるクリーニング部材を安価に製造することができるクリーニング部材の製造方法を提供することができる。
【００３４】
本発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載のクリーニング部材の製造方法によって製造したクリーニング部材にあるので、コストを抑制しつつ精度よく容易に製造され、これにより、クリーニング対象物との当接ムラを軽減し、クリーニング対象物の当接部分を全体にわたって均一にクリーニングできる安価なクリーニング部材を提供することができる。
【００３５】
本発明は、少なくともクリーニング対象物との係合部分にメラミン樹脂発泡体を有するクリーニング部材と、このクリーニング部材をクリーニング対象物に向けて加圧するための付勢部材とを有するクリーニング装置にあるので、経時においても、クリーニング対象物との当接ムラを軽減し、クリーニング対象物の当接部分を全体にわたって均一にクリーニングでき、長期使用においても安定して良好なクリーニングを行うことができるクリーニング装置を提供することができる。
【００３６】
付勢部材によるクリーニング対象物へのクリーニング部材の加圧力が、１０Ｎ／ｍ以下であることとすれば、より経時においても、クリーニング対象物との当接ムラを軽減し、クリーニング対象物の当接部分を全体にわたって均一にクリーニングでき、長期使用においてもさらに安定して良好なクリーニングを行うことができるクリーニング装置を提供することができる。
【００３７】
クリーニング部材が請求項５記載のクリーニング部材であることとすれば、コストを抑制しつつ精度よく容易に製造されたクリーニング部材により、経時においても、クリーニング対象物との当接ムラを軽減し、クリーニング対象物の当接部分を全体にわたって均一にクリーニングでき、長期使用においても安定して良好なクリーニングを行うことができる安価なクリーニング装置を提供することができる。
【００３８】
クリーニング部材がローラ形状であることとすれば、クリーニング対象物への当接面が大きく、磨耗や変形に対する耐久性がより高く、さらに経時においても、クリーニング対象物との当接ムラを軽減し、クリーニング対象物の当接部分を全体にわたって均一にクリーニングでき、長期使用においても一層安定して良好なクリーニングを行うことができるクリーニング装置を提供することができる。
【００３９】
クリーニング部材がクリーニング対象物に連れ回りすることとすれば、簡易な構成でクリーニング部材をクリーニング対象物に連れ回りするように構成でき、経時においても、クリーニング対象物との当接ムラを軽減し、クリーニング対象物の当接部分を全体にわたって均一にクリーニングでき、長期使用においても安定して良好なクリーニングを行うことができる安価で小型のクリーニング装置を提供することができる。
【００４０】
クリーニング部材を回転駆動するための駆動手段を有することとすれば、クリーニング部材を確実に回転させ、経時においても、クリーニング対象物との当接ムラを軽減し、クリーニング対象物の当接部分を全体にわたって均一にクリーニングでき、長期使用においても安定して良好なクリーニングを確実に行うことができるクリーニング装置を提供することができる。
【００４１】
本発明は、請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置と、このクリーニング装置のクリーニング対象物としての転写部材とを有する転写装置にあるので、経時においても、クリーニング部材と転写部材との当接ムラが軽減され、転写部材を当接部分の全体にわたって均一にクリーニングでき、長期使用においても安定して良好なクリーニングが行われるから、長期使用においても安定して良好な転写を行うことができる転写装置を提供することができる。
【００４２】
本発明は、請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置と、このクリーニング装置のクリーニング対象物としての帯電部材とを有する帯電装置にあるので、経時においても、クリーニング部材と帯電部材との当接ムラが軽減され、帯電部材を当接部分の全体にわたって均一にクリーニングでき、長期使用においても安定して良好なクリーニングが行われるから、長期使用においても安定して良好な帯電を行うことができる帯電装置を提供することができる。
【００４３】
帯電部材が帯電対象物に対して非接触型の帯電部材であることとすれば、経時においても、クリーニング部材と帯電部材との当接ムラが軽減され、帯電部材を当接部分の全体にわたって均一にクリーニングでき、長期使用においても安定して良好なクリーニングが行われるから、帯電対象物に対する帯電部材の非接触状態が長期にわたって良好に保たれ、長期使用においても安定して良好な帯電を行うことができる帯電装置を提供することができる。
【００４４】
帯電部材と帯電対象物との間にギャップを形成するためのギャップ形成部材を有し、クリーニング部材を、上記ギャップ形成部材の少なくとも一部に当接するよう配設したこととすれば、経時においても、クリーニング部材と帯電部材との当接ムラが軽減され、帯電部材およびギャップ形成部材の当接部分を全体にわたって均一にクリーニングでき、長期使用においても安定して良好なクリーニングが行われるから、帯電対象物と帯電部材とのギャップの大きさが長期にわたって良好に保たれること等により、長期使用においても安定して良好な帯電を行うことができる帯電装置を提供することができる。
【００４５】
本発明は、請求項５記載のクリーニング部材、又は、請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置、又は、請求項１２記載の転写装置と、請求項１３ないし１６の何れか１つに記載の帯電装置と、請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置およびこのクリーニング装置のクリーニング対象物としての像担持体とのうちの少なくとも１つ、を有するプロセスカートリッジにあるので、クリーニング部材とクリーニング対象物との当接ムラが軽減され、クリーニング対象物の当接部分が全体にわたって均一にクリーニングされ、良好なクリーニングが行われるから、良好な画像形成に寄与できるプロセスカートリッジを提供することができる。
【００４６】
像担持体を現像するための現像装置を有し、この現像装置において用いる現像剤が、球形トナーを含んでいることとすれば、クリーニング部材とクリーニング対象物との当接ムラが軽減され、クリーニング対象物の当接部分が全体にわたって均一にクリーニングされ、良好なクリーニングが行われるから、良好な画像形成に寄与できるとともに、球形トナーを用いることで高画質な画像形成に寄与できるプロセスカートリッジを提供することができる。
【００４７】
本発明は、請求項５記載のクリーニング部材、又は、請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置、又は、請求項１２記載の転写装置と、請求項１３ないし１６の何れか１つに記載の帯電装置と、請求項６ないし１１の何れか１つに記載のクリーニング装置およびこのクリーニング装置のクリーニング対象物としての像担持体とのうちの少なくとも１つ、又は、請求項１６記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置にあるので、クリーニング部材とクリーニング対象物との当接ムラが軽減され、クリーニング対象物の当接部分が全体にわたって均一にクリーニングされ、良好なクリーニングが行われるから、良好な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【００４８】
像担持体を現像するための現像装置を有し、この現像装置において用いる現像剤が、球形トナーを含んでいることとすれば、クリーニング部材とクリーニング対象物との当接ムラが軽減され、クリーニング対象物の当接部分が全体にわたって均一にクリーニングされ、良好なクリーニングが行われるから、良好な画像形成を行うことができるとともに、球形トナーを用いることで高画質な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【００４９】
本発明は、請求項１７記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置にあるので、クリーニング部材とクリーニング対象物との当接ムラが軽減され、クリーニング対象物の当接部分が全体にわたって均一にクリーニングされ、良好なクリーニングが行われるから、良好な画像形成を行うことができるとともに、球形トナーを用いることで高画質な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置１は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機であるが、プリンタ、ファクシミリ、複写機の単体であっても良いし、他の組み合わせによる複合機等、他の画像形成装置であっても良い。画像形成装置１は、プリンタ、ファクシミリとして機能するときは、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。画像形成装置１は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。
【００５１】
画像形成装置１は、筐体１Ａの高さ方向で略中央部に配設された画像形成部４と、画像形成部４の上方に配設された排紙部たる排紙収納部としての排紙トレイ２と、排紙トレイ２を隔てて画像形成部４の上方に位置する、原稿を読み取る読み取り部としての原稿読み取り部３と、画像形成部４の下方に配設された給紙部としての給紙装置１１とを有している。
【００５２】
画像形成装置１は、筐体１Ａ内で排紙が行われる胴内排紙型の画像形成装置であって、排紙トレイ２が、画像形成部４と原稿読取装置１１との間の空間部に位置しており、画像形成が行われた記録媒体としての用紙が、排紙トレイ２上に排紙収納されるようになっている。
【００５３】
画像形成部４は、ドラム状の潜像担持体である像担持体としての感光体ドラム５を有している。感光体ドラム５は、図示しない駆動源によって図中、反時計方向に回転する。
画像形成部４はまた、感光体ドラム５の周囲にその回転方向に沿って配設された、感光体ドラム５の表面に帯電処理を行う帯電装置６と、画像情報に基づいて感光体ドラム５の表面を走査するビームＬを照射する露光装置としての書き込み装置７と、ビームＬによって露光された感光体ドラム５の表面に形成された静電潜像をトナーによって現像し可視化する現像装置８と、感光体ドラム５上の静電潜像を現像して形成されたトナー像を用紙に転写する転写装置９と、転写装置９による転写後に感光体ドラム５の表面に残留しているトナーを除去し回収するクリーニング装置１０とを有している。
【００５４】
画像形成部４はまた、二点鎖線の矢印で示す用紙の給送方向において転写装置９の上流側に配設されたレジストローラ１４と、用紙の給送方向において転写装置９の下流側かつ排紙トレイ２の上流側に配設された、定着手段としての定着装置１２と、排紙手段としての排紙ローラである排紙装置１３とを、用紙の給送方向の上流側からこの順で有している。
【００５５】
原稿読み取り部３には、原稿載置台としてのコンタクトガラス３Ｅと、コンタクトガラス３Ｅ上に載置された原稿を走査するための、原稿照明用光源としての光源３Ａおよび光路変換用反射鏡３Ｂを備えた読み取り走行体３Ｆと、読み取り走行体３Ｆによって形成された原稿からの反射光を透過するレンズを含む読み取り光学系３Ｃと、読み取り光学系３Ｃを透過した光が入射し、これを画像信号として読み取るＣＣＤなどの光学素子３Ｄとを有している。光学素子３Ｄによって読み取られた原稿の画像情報は、図示しない制御部に出力され、デジタル化され、画像処理される。
【００５６】
書き込み装置７は、図示を省略するが、制御部に入力された原稿の画像情報等に応じて照射を行うレーザダイオードとしての半導体レーザと、半導体レーザの発光による光を結像させるための結像光学系をなす反射鏡および結像レンズと、反射鏡および結像レンズを経た半導体レーザからの光を走査するポリゴンミラーとを有し、ポリゴンミラーによって走査された光をビームＬとし、感光体ドラム５上に照射して静電潜像を形成するようになっている。
【００５７】
半導体レーザは、制御部からの画像信号に基づいて発光制御されるようになっており、制御部では、原稿読み取り部３からの画像情報だけでなく、プリンタとして用いられる場合の印字信号およびファクシミリ装置として用いられる場合の送信信号に応じた画像信号によって半導体レーザの駆動制御を行う。これにより、画像形成装置１が、複写機だけでなくプリンタおよびファクシミリ装置としての機能を持つデジタル複合機としての性格を持っている。
【００５８】
給紙装置１１は、用紙を積載するとともに積載した用紙を画像形成部４に供給するものであって、用紙を積載する周知構造の給紙トレイ１１Ａと、給紙トレイ１１Ａに積載された用紙のうちの最上位の用紙をその回転により画像形成部４、具体的にはレジストローラ１４に向けて繰り出す繰り出しローラとしての給紙ローラ１１Ｂとを備えたものである。給紙装置１１には、必要に応じ、別の給紙装置を増設可能となっている。
【００５９】
レジストローラ１４は、給紙装置１１から給送されてくる用紙の先端を突き当てられてその搬送を一時止めるとともに、感光体ドラム５表面のトナー像の先端と用紙の先端との位置関係が一致する所定のタイミングで回転を開始するようになっている。
定着装置１２は、用紙を挟持搬送可能なように互いに対向して当接することにより連動回転が可能な定着ローラ１２Ａと、定着ローラ１２Ａに対向して配設された加圧部材としての加圧ローラ１２Ｂとを有しており、転写装置９により表面にトナー像を転写された用紙を、定着ローラ１２Ａと加圧ローラ１２Ｂとの間に通し、このとき加熱および加圧を行うことで、トナー像を用紙に融着し、定着させるものである。
排紙装置１３は、定着装置１２によってトナー像を定着された用紙を、排紙トレイ２上に排出する。
【００６０】
図２に示すように、感光体ドラム５と、帯電装置６と、現像装置８と、クリーニング装置１１とは、プロセスカートリッジ１５の一部を構成している。プロセスカートリッジ１５は、感光体ドラム５、帯電装置６、現像装置８、クリーニング装置１１のほか、これらを一体に支持する筐体１５Ａを有している。筐体１５Ａは、画像形成装置１本体に着脱自在に設けられている。
【００６１】
よって、プロセスカートリッジ１５は、感光体ドラム５、帯電装置６、現像装置８、クリーニング装置１１を一体で、画像形成装置１本体に着脱可能とするものとなっている。これにより、感光体ドラム５、帯電装置６、現像装置８、クリーニング装置１１のメンテナンス、交換などの作業性を向上している。また、プロセスカートリッジ１５を画像形成装置１本体から離脱したあとに露出する転写装置９のメンテナンス、交換などの作業性も向上している。
【００６２】
現像装置８は、２成分現像剤を用いる現像装置であり、高画質の現像を行うため、かかる現像剤は球形トナーを含んでいる。なお、現像装置８は１成分現像剤を用いるものであっても良く、この場合もかかる現像剤は球形トナーを含むものであるものとすることができ、これにより高画質の現像を行うようにすることができる。
【００６３】
帯電装置６は、感光体ドラム５に対向配設された帯電部材としての帯電ローラ１６と、帯電ローラ１６に付着したトナーや紙粉等を除去してクリーニングするための帯電ローラクリーナとしてのクリーニング装置２１とを有している。帯電ローラ１６は、その周面の両端部に巻き付けるようにして貼り付けられた、帯電対象物たる感光体ドラム５との間にギャップを形成するためのギャップ形成部材としての図示しないテープを有している。よって、帯電ローラ１６は、感光体ドラム５に対して非接触型の帯電部材となっている。
【００６４】
クリーニング装置２１は、クリーニング対象物としての帯電ローラ１６に当接して連れ回り、すなわち従動回転するクリーニング部材としてのクリーニングローラ２２と、クリーニングローラ２２を帯電ローラ１６に向けて加圧し付勢するための付勢部材としての圧縮スプリングであるばね２３とを有している。
【００６５】
クリーニングローラ２２は、回転中心をなす金属シャフトである芯金２４と、芯金２４を覆うように配設され、帯電ローラ１６との係合部分である周面部分に位置する弾性体層２５とを有している。弾性体層２５は、メラミン樹脂発泡体であって、バスフ社（独）製のバソテクト（商品名）を用いている。
【００６６】
クリーニングローラ２２は、次のようにして製造したものである。すなわち、直径φ４ｍｍの金属製の芯金２４に接着剤を塗布したうえで、この芯金２４を、所定の厚みの中空形状のメラミン樹脂発泡体に圧入し、芯金２４をメラミン発泡樹脂で被覆し、その後、加熱により、メラミン発泡樹脂を半径方向に圧縮して弾性体層２５を形成し、直径φ８．５ｍｍのクリーニングローラ２２が形成されている。
【００６７】
図３に示すように、芯金２４は、その一端にテーパー形状部２４ａを備えており、このテーパー形状部２４ａ側から、上述したように、中空形状のメラミン樹脂発泡体２６への圧入を行う。テーパー形状部２４ａから圧入を行うことで、圧入がスムーズに行われ、圧入の際のメラミン樹脂発泡体２６の変形が抑制される。
よってクリーニングローラ２２の不良品発生率が低減され、コストの上昇を抑制しつつクリーニングローラ２２を精度よく容易に製造することができる。なお、テーパー形状部２４ａは芯金２４の両端に設けても良い。
【００６８】
また、芯金２４の圧入によるフォーム形成時での元形状から、加熱圧縮することで、クリーニングローラ２２の軸方向に垂直な断面での硬度が均一となり、周方向および軸方向での圧縮変形に偏倚が生じず、硬度が均一となるとともに、芯金２４と弾性体層２５との接着が、接着剤のみならず、加熱圧縮によってもなされ、良好な接着状態が得られる。
【００６９】
また、図４に示すように、メラミン樹脂発泡体２６の内径の一端にテーパー形状部２６ａを設けてもよい。これによってもクリーニングローラ２２の不良品発生率が低減され、コストの上昇を抑制しつつクリーニングローラ２２を精度よく容易に製造することができる。なお、テーパー形状部２６ａはメラミン樹脂発泡体２６の両端に設けても良い。
【００７０】
また、図５に示すように、芯金２４の一端にテーパー形状部２４ａを設けるとともに、メラミン樹脂発泡体２６の内径の一端にもテーパー形状部２６ａを設けてもよい。これによってクリーニングローラ２２の不良品発生率がより低減され、コストの上昇をより抑制しつつクリーニングローラ２２をより精度よくより容易に製造することができる。なお、テーパー形状部２４ａ、２６ａは芯金２４の両端、メラミン樹脂発泡体２６の両端に設けても良い。
【００７１】
また、図６に示すように、芯金２４のテーパー形状部２４ａは、曲面形状をなしていてもよい。これによってクリーニングローラ２２の不良品発生率がさらに低減され、コストの上昇をさらに抑制しつつクリーニングローラ２２をさらに精度よくさらに容易に製造することができる。
【００７２】
なお、メラミン樹脂発泡体２６のテーパー形状部２６ａも曲面形状とすることができる。かかる曲面形状のテーパー形状部２４ａ、２６ａは芯金２４の両端、メラミン樹脂発泡体２６の両端に設けても良い。図３ないし図６においては、芯金２４をメラミン樹脂発泡体２６に圧入する場合にメラミン樹脂発泡体２６を動かすように図示しているが、芯金２４を動かしてもよいし、両方を動かしてもよい。
【００７３】
クリーニングローラ２２の硬度は、ばらつきを含め、アスカーＦ硬度で１２°±８°の範囲内とされている。かかる硬度は、アスカーＦ硬度計を用いてクリーニングローラ２２を１ｍｍ変形させたときの値である。メラミン発泡樹脂の圧縮率および層厚は、かかる硬度を得るために調整されている。
【００７４】
クリーニングローラ２２の硬度をかかる設定値としたのは次の理由による。メラミン樹脂発泡体２６のように発泡成形された部材は、通常、発泡倍率にばらつきがあり、表面にφ１〜３ｍｍ程度のピンホールが多く散在している。ピンホールの中には、かかる大きさよりも大きなものも有り、そのようなピンホールが多数存在しているフォーム成形品をそのままクリーニング対象部材に当接させると接触面積が小さくなることに起因してクリーニング性が低下し、たとえば、これが帯電装置に配設されている場合には帯電ムラが生じ、転写装置に配設されている場合には転写ムラが生じることとなる。一方そのようなフォーム成形品を不良品とした場合には、製品としての歩留まりが低下することとなる。そこで、本形態では、クリーニングローラ２２の硬度をアスカーＦ硬度で１２°±８°の範囲内とし、これを達成するために加熱圧縮を行っている。これにより、かかる不具合を生じることがない。
【００７５】
ここで、圧縮方法としては、加熱のほかに、加圧がある。加圧は、通常、軸方向に行うこととなる。そのために、たとえば芯金を圧入する前に加圧を行うことが考えられる。しかし、軸方向から圧縮すると、軸方向における端部側で圧縮率が高く、中央部で圧縮率が低くなる傾向にあるため、軸方向において硬度が不均一となり、クリーニング対象物に対する接触ムラが発生する。
【００７６】
しかしながら、本形態のように、加熱圧縮を行えば、半径方向に均一に圧縮が行われ、圧縮に偏倚が生じることがなく、クリーニング対象物に対する接触ムラが発生することがない。そして、クリーニング対象物のクリーニングローラ２２との当接部分が全体にわたって均一にクリーニングされ、クリーニング対象物の機能が維持される。また、クリーニングローラ２２は、コストの上昇を抑制しつつ精度よく容易に製造される。
【００７７】
上述したように、帯電ローラ１６は、その周面の両端部に貼り付けられ感光体ドラム５との間にギャップを形成するためのテープを有しているため、帯電ローラ１６本体は感光体ドラム５に非接触であり、トナー等の汚れが付着しにくくなっている。また上述したように、クリーニングローラ２２は、クリーニング対象物としての帯電ローラ１６に従動回転する。かかる従動回転は、帯電ローラ１６との摩擦力によって行われるものである。そのため、クリーニングローラ２２は、テープに当接するとともに、その弾性により帯電ローラ１６の本体部分にも当接するように配設されている。
【００７８】
このように、クリーニングローラ２２を、クリーニング対象物たる帯電ローラ１６の回転および摩擦力を利用して連動させることで、ギヤなど、連動関係を設定する場合に用いられる伝達機構を省略することができ、部品点数の低減、小型化、低コスト化に寄与している。なお、クリーニングローラ２２を確実に回転させて帯電ローラ１６等のクリーニング対象物を強制的にクリーニングするために、クリーニングローラ２２を回転駆動するための、たとえばモータ、ギヤ等を有する駆動手段を配設することも可能である。
【００７９】
また、経時においても、クリーニングローラ２２と帯電ローラ１６、テープとの当接ムラが軽減されるから、帯電ローラ１６、テープのクリーニングローラ２２との当接部分が全体にわたって均一にクリーニングされ、長期使用においても安定して良好なクリーニングが行われるから、帯電ローラ１６と感光体ドラム５とのギャップの大きさが長期にわたって良好に保たれること等により、長期使用においても安定して良好な帯電が行われる。
【００８０】
上述したように、クリーニングローラ２２は、帯電ローラ１６に対し、ばね２３により付勢されている。ばね２３は、クリーニングローラ２２の両端部のジャーナル部分に嵌め込まれた図示しない軸受に、その一端が取り付けられているとともに、その他端が、筐体１５Ａに取り付けられている。
【００８１】
ばね２３の付勢力は、クリーニングローラ２２を帯電ローラ１６に従動回転させるために必要であるのみならず、クリーニングローラ２２によるクリーニング性能を左右するものであるため、その大きさを、クリーニング性能を十分発揮するように設定することは重要である。そこで、発明者は、ばね２３の付勢力を決定するに当たって、次のような通紙評価を行った。
【００８２】
比較は、クリーニングローラ２２を付勢なしとした場合、５Ｎ／ｍの加圧による付勢を行った場合、１０Ｎ／ｍの加圧による付勢を行った場合、１５Ｎ／ｍの加圧による付勢を行った場合、従来のクリーナとしてクリーニングローラ２２に替えて従来のナイロン製静電植毛クリーニングローラを使用した場合の５種類で行った。
判定は、帯電ローラ１６の汚れによる画像不良が顕著に表れる低温低湿環境（１０℃、１５％）において、１２００ｄｐｉのハーフトーン画像における異常画像の発生の有無で行った。
【００８３】
他の条件は次のとおりである。
機械：リコー  ＩｍａｇｉｏＣｏｌｏｒ８２００  改造機
通紙画像：１０％チャート
ジョブ間隔：１００枚連続通紙
通紙環境：実験室環境
結果を表１に示す。
【００８４】
【表１】
2005326820.tif 000003
【００８５】
従来のクリーナおよび付勢なしの条件では、帯電ローラ１６が汚れており、それによって異常画像が発生していた。また、１５Ｎ／ｍの加圧による付勢を行った場合は、経時において、クリーニングローラ２２および帯電ローラ１６の双方が摩耗し、帯電ローラ１６の感光体ドラム５への当接むらによって異常画像が発生していた。これに対し、１０Ｎ／ｍ以下の加圧による付勢を行った場合は、経時においても良好な画像形成が行われていた。
【００８６】
そこで、本形態におけるばね２３の付勢力、すなわちクリーニング対象物である帯電ローラ１６へのクリーニング部材であるクリーニングローラ２２の加圧力は、１０Ｎ／ｍ以下となるように設定している。これにより、経時においてもクリーニングローラ２２のクリーニング性能は良好であり、良好な画像形成が行われる。
【００８７】
以上、本発明を適用した画像形成装置１について説明した。この説明においては、クリーニング部材をローラ形状のものとして説明したが、クリーニング部材はローラ形状に限らず、パッド形状等、他の形状であっても良い。クリーニング部材は、帯電装置に備えられているに限らず、転写ローラ等の転写部材をクリーニング対象物としてクリーニング装置等に備えられ、転写装置等を構成しているものであっても良い。
クリーニング部材が帯電装置、転写装置等に備えられている場合、クリーニング部材自体が帯電部材、転写部材等を構成しても良く、この場合にはクリーニング部材が帯電部材、転写部材等と一致する。たとえば、請求項１２、請求項１３記載の発明はこの場合を含む。
【００８８】
また、クリーニング対象物は、感光体ドラム等の像担持体であっても良いし、その他、画像形成装置等に搭載されている他の部材であっても良い。クリーニング部材は、１つの画像形成装置等に複数備えられていても良く、たとえば、帯電装置および転写装置のそれぞれに備えられているなど、その配設の組み合わせは必要に応じて適宜選択されるものである。
【００８９】
上述の説明において、画像形成装置はメンテナンス等の観点から、プロセスカートリッジを備えているが、プロセスカートリッジは必ずしも不可欠な構成ではない。また、プロセスカートリッジを備えている場合であっても、これに備えられている構成の組み合わせは、上述の説明のように、像担持体、帯電装置、現像装置、クリーニング装置に限らず、これらに転写装置等その他の装置、部材を組み合わせた構成であっても良いし、これらの装置、部材等を必要に応じて適宜選択して組み合わせた構成であっても良い。
【００９０】
上述の画像形成装置は単色画像を形成するものとして説明したが、カラー画像を形成することが可能な画像形成装置、たとえば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な複数の像担持体を備えた、たとえばタンデム構造を採用したタンデム型の画像形成装置にも、本発明を適用することができる。
本発明の適用は、上述の説明において特に限定を行っていない限り、上述の形態に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の概略正面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に備えられたプロセスカートリッジの概略正面図である。
【図３】本発明を適用したクリーニング部材の製造方法においてテーパー形状部を有する金属シャフトと中空形状のメラミン樹脂発泡体との圧入を行う様子を示す断面図である。
【図４】本発明を適用したクリーニング部材の製造方法において金属シャフトとテーパー形状部を有する中空形状のメラミン樹脂発泡体との圧入を行う様子を示す断面図である。
【図５】本発明を適用したクリーニング部材の製造方法においてテーパー形状部を有する金属シャフトとテーパー形状部を有する中空形状のメラミン樹脂発泡体との圧入を行う様子を示す断面図である。
【図６】本発明を適用したクリーニング部材の製造方法において曲面形状をなしたテーパー形状部を有する金属シャフトとテーパー形状部を有する中空形状のメラミン樹脂発泡体との圧入を行う様子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１    画像形成装置
５    像担持体、帯電対象物
１５    プロセスカートリッジ
１６    クリーニング対象物、帯電部材
２１    クリーニング装置
２２    クリーニング部材
２３    付勢部材
２４    金属シャフト
２４ａ    金属シャフトのテーパー形状部
２５、２６    メラミン樹脂発泡体
２６ａ    メラミン樹脂発泡体テーパー形状部
【図１】
2005326820.tif 000004
【図２】
2005326820.tif 000005
【図３】
2005326820.tif 000006
【図４】
2005326820.tif 000007
【図５】
2005326820.tif 000008
【図６】
2005326820.tif 000009